CN107748568A - 一种无人机地面操控控制***及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于无人机技术领域，公开了一种无人机地面操控控制***及控制方法，包括：用户认证模块、登录模块、地面站模块、信息显示模块、参数调整模块、航迹规划模块、无人机***。信息显示模块包括：时间信息单元、姿态信息单元、位置信息单元、飞行控制信息单元。参数调整模块包括：PID参数控制单元、系数补偿单元、导航位置修正单元。航迹规划模块包括：地图数据抓取单元、生成轨迹点单元、规划最优路线单元、在线重规划单元。本发明通过优化数据包的传输速率，传输协议，采用有效的数据传递和处理的方法，解决了数据传输的实时性问题。
Description
技术领域
本发明属于无人机技术领域，尤其涉及一种无人机地面操控控制***及控制方法。
背景技术
目前，在无人机飞行过程中，需要实时的掌握飞机的各种飞行状态和性能参数；像民航客机的黑匣子一样，记录飞行中的一些关键数据。地面操控***作为无人机非常重要的一部分，起到修改飞行参数，接收解析飞行数据的功能。无人机在飞行的过程中，地面站作为地面的指挥控制***，负责收集无人机传下来的数据，并处理数据生成动态指令，指导无人机的飞行。在数据的解析处理中，如何保证数据的实时性是无人机***面临的一个重要问题。
现有的无人机数据处理解析大多采用的是通用的MavLink协议作为标准的数据封装方式，通用的数据封装方便大范围、高扩展的场景下使用，但是也存在针对特定的使用场景，存在大量无效的数据内容，使得通信的实时性下降。
综上所述，现有技术存在的问题是：目前的无人机数据解析处理中存在数据实时性差。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种无人机地面操控控制***及控制方法。
本发明是这样实现的，一种无人机地面操控控制***，所述无人机地面操控控制***包括：用户认证模块、登录模块、地面站模块、信息显示模块、参数调整模块、航迹规划模块、无人机***。
所述用户认证模块通过无线连接登录模块；所述登录模块输出端分别连接地面站模块、信息显示模块、参数调整模块、航迹规划模块；所述地面站模块、信息显示模块、参数调整模块、航迹规划模块的输出端均通过无线连接分别连接无人机***。
用户认证模块，通过匹配用户名和密码是否正确，授予相应用户的用户权限，执行不同的操作；
登录模块，通过不同的用户权限加载不同的模块，低权限的用户只有数据的查看功能，不能修改和操作用户参数的设定；
地面站模块，用于综合信息的收发、显示、控制；数据进行汇集和整理，计算出对应的结果并显示；
航迹规划模块，通过抓取地图上的数据点，获取其经纬度，通过智能算法获取一条最优路径，发送给无人机。
进一步，所述信息显示模块包括：时间信息单元、姿态信息单元、位置信息单元、飞行控制信息单元；所述时间信息单元通过无线分别连接姿态信息单元、位置信息单元、飞行控制信息单元。
进一步，所述参数调整模块包括：PID参数控制单元、系数补偿单元、导航位置修正单元均通过无线连接无人机***。
进一步，所述航迹规划模块包括：地图数据抓取单元、生成轨迹点单元、规划最优路线单元、在线重规划单元均通过无线连接无人机***。
本发明的另一目的在于提供一种所述无人机地面操控控制***的无人机地面操控控制方法，所述无人机地面操控控制方法包括以下步骤：
步骤一，地面站模块用户认证(通过用户名和密码辅以用户权限进行认证)通过；对于不同的认证用户具有的操作权限不同，确保能够达到分类控制的目的。
步骤二，地面站管理；管理地面站需要显示，设置，发送等各种参数的配置信息(地面站的配置信息为控制PID参数，自适应控制算法系数)。
步骤三，数据封装，通过无线数据传输给无人机相应的控制指令；
步骤四，无人机对于控制指令做出相应的动作；
步骤五，将无人机当前的各种状态传递给地面控制***；实时反馈飞机当前飞行中的各种状态信息。
本发明的另一目的在于提供一种使用所述无人机地面操控控制***的无人机。
本发明的优点及积极效果为：通过优化数据包的传输速率，传输协议，采用有效的数据传递和处理的方法，将冗余数据包和无效的数据去除，解决了数据传输的实时性问题和数据传输过程中存在的误码率情况，误码率低于10E-9。
附图说明
图1是本发明实施例提供的无人机地面操控控制***结构示意图；
图2是本发明实施例提供的信息显示模块结构示意图；
图3是本发明实施例提供的参数调整模块结构示意图；
图4是本发明实施例提供的航迹规划模块结构示意图；
图5是本发明实施例提供的无人机地面操控控制方法流程图；
图中：1、用户认证模块；2、登录模块；3、地面站模块；4、信息显示模块；4-1、时间信息单元；4-2、姿态信息单元；4-3、位置信息单元；4-4、飞行控制信息单元；5、参数调整模块；5-1、PID参数控制单元；5-2、系数补偿单元；5-3、导航位置修正单元；6、航迹规划模块；6-1、地图数据抓取单元；6-2、生成轨迹点单元；6-3、规划最优路线单元；6-4、在线重规划单元；7、无人机***。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明通过优化数据包的传输速率，传输协议；采用有效的数据传递和处理的方法，解决了数据传输的实时性问题。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的无人机地面操控控制***包括：用户认证模块1、登录模块2、地面站模块3、信息显示模块4、参数调整模块5、航迹规划模块6、无人机***7。
用户认证模块1通过无线连接登录模块2；所述登录模块2输出端分别连接地面站模块3、信息显示模块4、参数调整模块5、航迹规划模块6；所述地面站模块3、信息显示模块4、参数调整模块5、航迹规划模块6的输出端均通过无线连接分别连接无人机***7。
用户认证模块1，通过匹配用户名和密码是否正确，授予相应用户的用户权限，执行不同的操作；
登录模块2，通过不同的用户权限加载不同的模块，低权限的用户只有数据的查看功能，不能修改和操作用户参数的设定；
地面站模块3，用于综合信息的收发、显示、控制；数据进行汇集和整理，计算出对应的结果并显示；
航迹规划模块6，通过抓取地图上的数据点，获取其经纬度，通过智能算法获取一条最优路径，发送给无人机。
如图2所示，本发明实施例提供的信息显示模块4包括：时间信息单元4-1、姿态信息单元4-2、位置信息单元4-3、飞行控制信息单元4-4。
如图3所示，本发明实施例提供的参数调整模块5包括：PID参数控制单元5-1、系数补偿单元5-2、导航位置修正单元5-3。
如图4所示，本发明实施例提供的航迹规划模块6包括：地图数据抓取单元6-1、生成轨迹点单元6-2、规划最优路线单元6-3、在线重规划单元6-4。
如图5所示，本发明实施例提供的无人机地面操控控制方法流程图；
S501：地面站模块用户认证通过；
S502：地面站管理；
S503：数据封装，传递给无人机相应的控制指令；
S504：无人机对于控制指令做出相应的动作；
S505：将无人机当前的各种状态传递给地面控制***。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种无人机地面操控控制***，其特征在于，所述无人机地面操控控制***包括：
用户认证模块，通过匹配用户名和密码是否正确，授予相应用户的用户权限，执行不同的操作；
登录模块，通过不同的用户权限加载不同的模块，低权限的用户只有数据的查看功能，不能修改和操作用户参数的设定；
地面站模块，用于综合信息的收发、显示、控制；数据进行汇集和整理，计算出对应的结果并显示；
航迹规划模块，通过抓取地图上的数据点，获取其经纬度，通过智能算法获取一条最优路径，发送给无人机。
2.如权利要求1所述的无人机地面操控控制***，其特征在于，所述信息显示模块包括：时间信息单元、姿态信息单元、位置信息单元、飞行控制信息单元；
所述时间信息单元通过无线分别连接姿态信息单元、位置信息单元、飞行控制信息单元。
3.如权利要求1所述的无人机地面操控控制***，其特征在于，所述参数调整模块包括：PID参数控制单元、系数补偿单元、导航位置修正单元；
所述PID参数控制单元、系数补偿单元、导航位置修正单元均通过无线连接无人机***。
4.如权利要求1所述的无人机地面操控控制***，其特征在于，所述航迹规划模块包括：地图数据抓取单元、生成轨迹点单元、规划最优路线单元、在线重规划单元；
所述地图数据抓取单元、生成轨迹点单元、规划最优路线单元、在线重规划单元均通过无线连接无人机***。
5.一种如权利要求1所述无人机地面操控控制***的无人机地面操控控制方法，其特征在于，所述无人机地面操控控制方法包括以下步骤：
步骤一，地面站模块用户认证通过；
步骤二，地面站管理；
步骤三，数据封装，传递给无人机相应的控制指令；
步骤四，无人机对于控制指令做出相应的动作；
步骤五，将无人机当前的各种状态传递给地面控制***。
6.一种使用权利要求1～4任意一项所述无人机地面操控控制***的无人机。
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